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JavaScript 设计模式(三):代理模式

2019.06.25 09:37 466浏览

代理模式

代理模式:为一个对象提供一个代用品或占位符,以便控制它的访问。

当我们不方便直接访问某个对象时,或不满足需求时,可考虑使用一个替身对象来控制该对象的访问。替身对象可对请求预先进行处理,再决定是否转交给本体对象。

生活小栗子:

  1. 代购;
  2. 明星经纪人;
  3. 和谐上网

经常 shopping 的同学,对代购应该不陌生。自己不方便直接购买或买不到某件商品时,会选择委托给第三方,让代购或黄牛去做购买动作。程序世界的代理者也是如此,我们不直接操作原有对象,而是委托代理者去进行。代理者的作用,就是对我们的请求预先进行处理或转接给实际对象。

模式特点

  1. 代理对象可预先处理请求,再决定是否转交给本体;
  2. 代理和本体对外显示接口保持一致性
  3. 代理对象仅对本体做一次包装

模式细分

  1. 虚拟代理(将开销大的运算延迟到需要时执行)
  2. 缓存代理(为开销大的运算结果提供缓存)
  3. 保护代理(黑白双簧,代理充当黑脸,拦截非分要求)
  4. 防火墙代理(控制网络资源的访问)
  5. 远程代理(为一个对象在不同的地址控件提供局部代表)
  6. 智能引用代理(访问对象执行一些附加操作)
  7. 写时复制代理(延迟对象复制过程,对象需要真正修改时才进行)

JavaScript 中常用的代理模式为 “虚拟代理” 和 “缓存代理”。

模式实现

实现方式:创建一个代理对象,代理对象可预先对请求进行处理,再决定是否转交给本体,代理和本体对外接口保持一致性(接口名相同)。

// 例子:代理接听电话,实现拦截黑名单
var backPhoneList = ['189XXXXX140'];       // 黑名单列表
// 代理
var ProxyAcceptPhone = function(phone) {
    // 预处理
    console.log('电话正在接入...');
    if (backPhoneList.includes(phone)) {
        // 屏蔽
        console.log('屏蔽黑名单电话');
    } else {
        // 转接
        AcceptPhone.call(this, phone);
    }
}
// 本体
var AcceptPhone = function(phone) {
    console.log('接听电话:', phone);
};

// 外部调用代理
ProxyAcceptPhone('189XXXXX140'); 
ProxyAcceptPhone('189XXXXX141'); 

代理并不会改变本体对象,遵循 “单一职责原则”,即 “自扫门前雪,各找各家”。不同对象承担独立职责,不过于紧密耦合,具体执行功能还是本体对象,只是引入代理可以选择性地预先处理请求。例如上述代码中,我们向 “接听电话功能” 本体添加了一个屏蔽黑名单的功能(保护代理),预先处理电话接入请求。

虚拟代理(延迟执行)

虚拟代理的目的,是将开销大的运算延迟到需要时再执行。

虚拟代理在图片预加载的应用,代码例子来至 《JavaScript 设计模式与开发实践》

// 本体
var myImage = (function(){
    var imgNode = document.createElement('img');
    document.body.appendChild(imgNode);
    return {
        setSrc: function(src) {
            imgNode.src = src;
        }
    }
})();

// 代理
var proxyImage = (function(){
    var img = new Image;
    img.onload = function() {
        myImage.setSrc(this.src);             // 图片加载完设置真实图片src
    }
    return {
        setSrc: function(src) {
            myImage.setSrc('./loading.gif');  // 预先设置图片src为loading图
            img.src = src;
        }
    }
})();

// 外部调用
proxyImage.setSrc('./product.png');           // 有loading图的图片预加载效果

缓存代理(暂时存储)

缓存代理的目的,是为一些开销大的运算结果提供暂时存储,以便下次调用时,参数与结果不变情况下,从缓存返回结果,而不是重新进行本体运算,减少本体调用次数。

应用缓存代理的本体,要求运算函数应是一个纯函数,简单理解比如一个求和函数 sum, 输入参数 (1, 1), 得到的结果应该永远是 2

纯函数:固定的输入,有固定的输出,不影响外部数据。

模拟场景:60道判断题测试,每三道题计分一次,根据计分筛选下一步的三道题目?

三道判断题得分结果:

  1. (0, 0 ,0)
  2. (0, 0, 1)
  3. (0, 1, 0)
  4. (0, 1, 1)
  5. (1, 0, 0)
  6. (1, 0, 1)
  7. (1, 1, 0)
  8. (1, 1, 1)

总共七种计分结果。60/3 = 20,共进行 20 次计分,每次计分执行 3 个循环累计,共 60 个循环。接下来,借用 “缓存代理” 方式,来实现最少本体运算次数。

// 本体:对三道题答案进行计分
var countScore = function(ansList) {
    let [a, b, c] = ansList;
    return a + b + c;
}

// 代理:对计分请求预先处理
var proxyCountScore = (function() {
    var existScore = {};    // 设定存储对象
    return function(ansList) {
        var attr = ansList.join(',');  // eg. ['0,0,0']
        if (existScore[attr] != null) {
            // 从内存返回
            return existScore[attr];
        } else {
            // 内存不存在,转交本体计算并存入内存
            return existScore[attr] = countScore(ansList);
        }
    }
})();

// 调用计分
proxyCountScore([0,1,0]);

60 道题目,每 3 道题一次计分,共 20 次计分运算,但总的计分结果只有 7 种,那么实际上本体 countScore() 最多只需运算 7 次,即可囊括所有计算结果。

通过缓存代理的方式,对计分结果进行临时存储。用答案字符串组成属性名 ['0,1,0'] 作为 key 值检索内存,若存在直接从内存返回,减少包含复杂运算的本体被调用的次数。之后如果我们的题目增加至 90 道, 120 道,150 道题时,本体 countScore() 运算次数仍旧保持 7 次,中间节省了复杂运算的开销。

ES6 的 Proxy

ES6新增的 Proxy 代理对象的操作,具体的实现方式是在 handler 上定义对象自定义方法集合,以便预先管控对象的操作。

ES6 的 Proxy语法:let proxyObj = new Proxy(target, handler);

  • target: 本体,要代理的对象
  • handler: 自定义操作方法集合
  • proxyObj: 返回的代理对象,拥有本体的方法,不过会被 handler 预处理
// ES6的Proxy
let Person = {
    name: '以乐之名'
};

const ProxyPerson = new Proxy(Person, {
    get(target, key, value) {
        if (key != 'age') {
            return target[key];
        } else {
            return '保密'
        }
    },
    set(target, key, value) {
        if (key === 'rate') {
            target[key] = value === 'A' ? '推荐' : '待提高'
        }
    }
})

console.log(ProxyPerson.name);  // '以乐之名'
console.log(ProxyPerson.age);   // '保密'
ProxyPerson.rate = 'A';         
console.log(ProxyPerson.rate);  // '推荐'
ProxyPerson.rate = 'B';         
console.log(ProxyPerson.rate);  // '待提高'

handler 除常用的 set/get,总共支持 13 种方法:

handler.getPrototypeOf()
// 在读取代理对象的原型时触发该操作,比如在执行 Object.getPrototypeOf(proxy) 时

handler.setPrototypeOf()
// 在设置代理对象的原型时触发该操作,比如在执行 Object.setPrototypeOf(proxy, null) 时

handler.isExtensible()
// 在判断一个代理对象是否是可扩展时触发该操作,比如在执行 Object.isExtensible(proxy) 时

handler.preventExtensions()
// 在让一个代理对象不可扩展时触发该操作,比如在执行 Object.preventExtensions(proxy) 时

handler.getOwnPropertyDescriptor()
// 在获取代理对象某个属性的属性描述时触发该操作,比如在执行 Object.getOwnPropertyDescriptor(proxy, "foo") 时

handler.defineProperty()
// 在定义代理对象某个属性时的属性描述时触发该操作,比如在执行 Object.defineProperty(proxy, "foo", {}) 时

handler.has()
// 在判断代理对象是否拥有某个属性时触发该操作,比如在执行 "foo" in proxy 时

handler.get()
// 在读取代理对象的某个属性时触发该操作,比如在执行 proxy.foo 时

handler.set()
// 在给代理对象的某个属性赋值时触发该操作,比如在执行 proxy.foo = 1 时

handler.deleteProperty()
// 在删除代理对象的某个属性时触发该操作,比如在执行 delete proxy.foo 时

handler.ownKeys()
// 在获取代理对象的所有属性键时触发该操作,比如在执行 Object.getOwnPropertyNames(proxy) 时

handler.apply()
// 在调用一个目标对象为函数的代理对象时触发该操作,比如在执行 proxy() 时。

handler.construct()
// 在给一个目标对象为构造函数的代理对象构造实例时触发该操作,比如在执行 new proxy() 时

适用场景

  • 虚拟代理:
    1. 图片预加载(loading 图)
    2. 合并HTTP请求(数据上报汇总)
  • 缓存代理:(前提本体是纯函数)
    1. 缓存异步请求数据
    2. 缓存较复杂的运算结果
  • ES6 的 Proxy:
    1. 实现对象私有属性
    2. 实现表单验证

“策略模式” 可应用于表单验证信息,“代理方式” 也可实现。这里引用 Github - jawil 的一个例子,思路供大家分享。

// 利用 proxy 拦截格式不符数据
function validator(target, validator, errorMsg) {
    return new Proxy(target, {
        _validator: validator,
        set(target, key, value, proxy) {
            let errMsg = errorMsg;
            if (value == null || !value.length) {
                console.log(`${errMsg[key]} 不能为空`);
                return target[key] = false;
            }
            let va = this._validator[key];  // 这里有策略模式的应用
            if (!!va(value)) {
                return Reflect.set(target, key, value, proxy);
            } else {
                console.log(`${errMsg[key]} 格式不正确`);
                return target[key] = false;
            }
        }
    })
}

// 负责校验的逻辑代码
const validators = {
    name(value) {
        return value.length >= 6;
    },
    passwd(value) {
        return value.length >= 6;
    },
    moblie(value) {
        return /^1(3|5|7|8|9)[0-9]{9}$/.test(value);
    },
    email(value) {
        return /^\w+([+-.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$/.test(value)
    }
}

// 调用代码
const errorMsg = {
    name: '用户名',
    passwd: '密码',
    moblie: '手机号码',
    email: '邮箱地址'
}
const vali = validator({}, validators, errorMsg)
let registerForm = document.querySelector('#registerForm')
registerForm.addEventListener('submit', function () {
    let validatorNext = function* () {
        yield vali.name = registerForm.userName.value
        yield vali.passwd = registerForm.passWord.value
        yield vali.moblie = registerForm.phone.value
        yield vali.email = registerForm.email.value
    }
    let validator = validatorNext();
    for (let field of validator) {
        validator.next();
    }
}

实现思路: 利用 ES6 的 proxy 自定义 handlerset() ,进行表单校验并返回结果,并且借用 “策略模式" 独立封装验证逻辑。使得表单对象,验证逻辑,验证器各自独立。代码整洁性,维护性及复用性都得到增强。

关于 “设计模式” 在表单验证的应用,可参考 jawil 原文:《探索两种优雅的表单验证——策略设计模式和ES6的Proxy代理模式》

优缺点

  • 优点:
    1. 可拦截和监听外部对本体对象的访问;
    2. 复杂运算前可以进行校验或资源管理;
    3. 对象职能粒度细分,函数功能复杂度降低,符合 “单一职责原则”;
    4. 依托代理,可额外添加扩展功能,而不修改本体对象,符合 “开发-封闭原则”
  • 缺点:
    1. 额外代理对象的创建,增加部分内存开销;
    2. 处理请求速度可能有差别,非直接访问存在开销,但 “虚拟代理” 及 “缓存代理” 均能提升性能

参考文章

作者:以乐之名
本文原创,有不当的地方欢迎指出。转载请指明出处。

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